【博士】公路平面交叉口合理间距研究【2007】

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内容简介

　　学科专业：交通运输规划与管理　　授予学位：博士　　学位授予单位：东南大学　　学位年度： 2007年　　公路平面交叉口间距标准的确立为公路网的规划建设以及管理起到指导性的作用。合理的平面交叉口间距有利于提高公路交通的安全性和运营效率，同时有利于维护公路的设计功能、延长公路的使用年限、便于日后道路交通的管理、节约能源和减少环境污染。目前我国对于公路平面交叉口的设置尚未予以系统规范，在公路上普遍存在平面交叉口过多、平面交叉口设置位置随意性大等现象，不仅影响到公路功能的发挥，也已成为很大的安全隐患。明确我国公路平交口间距与交通安全、运营效率关系的相关机理，由此确定基于安全、运营角度考虑的平交口合理间距标准，是迫切而必要的。有鉴于此，本文依据“安全第一、兼顾效率”的原则，对公路平交口合理间距进行了研究。　　(1)借鉴美国“接入管理”思想，结合国内公路网的特征，提出了适合中国国情的公路功能分类：主要干线、次要干线、主要集散、次要集散、地方道路。以公路的功能等级、技术等级、车道数、设计车速作为特征参数，建立了公路接入分类标准，共包括四大类九种接入类别：依据现行标准，为各接入类别规定了包括设计服务水平、通行能力、最低运营速度在内的典型设计参效。　　(2)依据相交公路的功能等级、平交口控制方式，将公路平交口划分为交叉口、无信号控制接入口两类；将平交口间距标准划分为三种类型：交叉口间距、接入间距、交叉口角净距。依据公路接入分类标准，分别对信号交叉口功能区(I-游功能区、下游功能区)长度进行了界定。　　(3)在维护交叉口功能区完整性的原则下，依据既有相关理论，确定了满足车辆换车道、超车视距、交叉口视距、标志有效性、线形组合、车辆行驶轨迹等要求的信号交叉口理论安全间距。基于国内外既有相关资料，从停车视距、右转冲突重叠区、引道视距、安全交叉视距、接入道路的出口道通行能力、警告标志的设置要求等方面，综合确定了公路接入间距标准。经对交叉口间距及接入间距制定时所考虑的因素综合分析，确定了信号交叉口角净距标准。　　(4)在分析两信号交叉口问路段上交通流运行特征的基础上，提出了基于交通流稳定距离的交叉口安全间距分析方法。依据此方法，信号交叉口合理间距可由交通流稳定距离、交通流平稳运行距离、交叉口上游功能区长度三部分确定。1)对于多车道公路，基于车速离散理论探讨了交通流稳定距离的判定问题。经对现场调查的交通冲突及车速数据分析，CV值(车速标准差变异系数)与交通冲突在路段上分布趋势一致，可作为间接安全评价指标，并用于判定交通流稳定距离。在Vissim仿真环境下，针对主要干线公路，分析了交通量、最佳信号周期、转向交通量比例、货车比例对CV值分布趋势的影响。结果表明：与交通量相适应的最佳信号周期环境可以作为交通流稳定距离判定时的典型环境；货车比例可作为修正系数考虑，在设计车速100km／h时，取值lOOm，其它设计车速条件下进行相应折算。对各接入类别多车道公路在理想仿真条件下CV值分布进行了分析，采用三次多项式对分布曲线进行了拟合，并用曲线方程拐点相应的断面作为交通流离散稳定点；综合考虑货车比例影响系数后．确定了各接入类别多车道公路的交通流稳定距离。2)对于双车道公路，基于车队离散理探讨了交通流稳定距离的判定问题。假设双车道公路在离散稳定状态时车头时距服从移位负指数分布，构建了上游交叉口出口处及离散稳定状态下的车间影响度函数，以及车间影响度函数随断面距离变化的模型。通过对既有资料的分析，确定了车头时距阈值：最小安全车头时距为2s；车间互不影响车头时距为5s。基于现场调查数据，对车问影响度模型中的参数进行了估计，从而确定了通用的双车道公路车间影响度函数随断面距离变化的模型(复合负指数)。考核车间影响度曲线的斜率方程，以斜率为-0．1相应的断面作为离散稳定状态起始点，由此确定了各接入类别双车道公路的交通流稳定距离。3)以各接入类别公路相应最低运营车速在los内行使的距离，作为交通流平稳运行距离。　　(5)依据既有方法，从理论上分析了考虑区间运营车速、信号周期的信号交叉口效率间距确定问题。通过现场调查数据，证实了信号交叉口间距对运营效率的影响作用。在仿真环境下，以区间行程车速为考核指标，分别分析了交通量、信号周期、有效绿灯时间比与交叉口间距综合作用下的运营效率变化规律。在最佳信号周期及与之相适应的交通量水平下，分析了各接入类别公路在不同交叉口间距条件下的运营效率。并以信号周期为lOOs时．最低运营车速所对应的交叉口间距作为各接入类别公路的合理效率间距。　　(6)汇总分析了论文研究成果，确定了基于接入分类的公路平面交叉口合理间距标准。　　

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